الاحتراق: أنواعه وشروطه وتطبيقاته – العلوم الفيزيائية — السنة الأولى ثانوي (جذع مشترك علوم وتكنولوجيا) — المنهاج الجزائري

الاحتراق: أنواعه وشروطه وتطبيقاته

الاحتراق (Combustion) هو تفاعل كيميائي سريع بين مادة قابلة للاشتعال ومادة مؤكسدة (عادة الأكسجين)، يصاحبه انبعاث حرارة وضوء. يعتبر الاحتراق مصدراً رئيسياً للطاقة في حياتنا اليومية، من الطهي والتدفئة إلى تشغيل المحركات وتوليد الكهرباء.

شروط الاحتراق

لحدوث الاحتراق، يجب توفر ثلاثة عناصر تعرف بمثلث الاحتراق (Fire Triangle):
1. المادة القابلة للاشتعال (Fuel): خشب، بترول، غاز طبيعي، كحول.
2. المؤكسد (Oxidizer): عادة الأكسجين في الهواء (21%).
3. الحرارة (Heat): مصدر الاشتعال (شرارة، لهب، احتكاك).
لإطفاء الحريق، يكفي إزالة أحد هذه العناصر الثلاثة.

أنواع الاحتراق

• الاحتراق الكامل (Complete Combustion): وجود كمية كافية من الأكسجين، ينتج CO₂ و H₂O وطاقة.
  CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + طاقة.
• الاحتراق غير الكامل (Incomplete Combustion): نقص الأكسجين، ينتج CO (أول أكسيد الكربون السام) و C (سناج) وطاقة أقل.
  2CH₄ + 3O₂ → 2CO + 4H₂O.

الاحتراق في المحركات

محرك الاحتراق الداخلي (Internal Combustion Engine) يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة حركية. يعمل بخلط الوقود (بنزين/ديزل) مع الهواء وإشعاله داخل أسطوانة، مما يحرك المكابس ويدير العمود المرفقي.

التلوث الناتج عن الاحتراق

يسبب احتراق الوقود الأحفوري انبعاث ملوثات ضارة: CO₂ (غاز دفيئة يسبب الاحترار العالمي)، CO (سام)، أكاسيد النيتروجين (NOx، تسبب أمطاراً حمضية)، أكاسيد الكبريت (SOx)، والجسيمات الدقيقة.

تمارين

1. اذكر شروط الاحتراق الثلاثة (مثلث الحريق) واشرح كيفية إطفاء الحريق بإزالة كل شرط.
2. اكتب معادلة الاحتراق الكامل للبروبان C₃H₈.
3. ما الفرق بين الاحتراق الكامل والاحتراق غير الكامل من حيث النواتج والطاقة؟
4. كيف يؤثر احتراق الوقود الأحفوري على البيئة؟

للمزيد من الدروس العلمية، راجع درس البيئة الصحراوية: تكيفات الكائنات الحية، كما يمكنك الاطلاع على النظام البيئي: مكوناته وتوازنه.